TCP的重传机制

与数据链路层的ARQ协议相类似,TCP使用超时重发的重传机制。即:TCP每发送一个报文段,就对此报文段设置一个超时重传计时器。此计时器设置的超时重传时间RTO(Retransmission Time-Out)应当略大于TCP报文段的平均往返时延RTT,一般可取RTO=2RTT。但是,也可以根据具体情况人为调整RTO的值,例如可以设置此超时重传时间RTO=90秒。当超过了规定的超时重传时间还未收到对此TCP报文段的预期确认信息,则必须重新传输此TCP报文段。注意,TCP在使用滑动窗口时,可以等效为数据链路层讨论过的连续ARQ的情况。因此某TCP报文段超时,则只重传此报文段。而其后已经成功传送的报文段不在此重传的范围。

    TCP共使用以下四种计时器,即重传计时器、坚持计时器、保活计时器和时间等待计时器。这几个计时器的主要特点如下:
    1、重传计时器
    当TCP发送报文段时,就创建该特定报文段的重传计时器。可能发生两种情况:
    (1)、若在计时器截止时间到(通常是60秒)之前收到了对此特定报文段的确认,则撤销此计时器。
    (2)、若在收到了对此特定报文段的确认之前计时器截止期到,则重传此报文段,并将计时器复位。
    2、坚持计时器
    为了对付零窗口大小通知,TCP需要另一个计时器。假定接收TCP宣布了窗口大小为零。发送TCP就停止传送报文段,直到接收TCP发送确认并宣布一个非零的窗口大小。但这个确认可能会丢失。我们知道在TCP中,对确认是不需要发送确认的。若确认丢失了,接收TCP并不知道,而是会认为它已经完成任务了,并等待着发送TCP接着会发送更多的报文段。但发送TCP由于没有收到确认,就等待对方发送确认来通知窗口的大小。双方的TCP都在永远地等待着对方。
    要打开这种死锁,TCP为每一个连接使用一个坚持计时器。当发送TCP收到一个窗口大小为零的确认时,就启动坚持计时器当坚持计时器期限到时,发送TCP就发送一个特殊的报文段,叫做探测报文段。这个报文段只有一个字节的数据。它有一个序号,但它的序号永远不需要确认;甚至在计算对其他部分的数据的确认时该序号也被忽略。探测报文段提醒对端:确认已丢失,必须重传。
    坚持计时器的值设置为重传时间的数值。但是,若没有收到从接收端来的响应,则需发送另一个探测报文段,并将坚持计时器的值加倍和复位。发送端继续发送探测报文段,将坚持计时器设定的值加倍和复位,直到这个值增大到门限值(通常是60秒)为止。在这以后,发送端每隔60秒就发送一个探测报文段,直到窗口重新打开。
    3、保活计时器
    保活计时器使用在某些实现中,用来防止在两个TCP之间的连接出现长时期的空闲。假定客户打开了到服务器的连接,传送了一些数据,然后就保持静默了。也许这个客户出故障了。在这种情况下,这个连接将永远地处理打开状态。
要解决这种问题,在大多数的实现中都是使服务器设置保活计时器。每当服务器收到客户的信息,就将计时器复位。保活计时器通常设置为2小时。若服务器过了2小时还没有收到客户的信息,它就发送探测报文段。若发送了10个探测报文段(每一个相隔75秒)还没有响应,就假定客户出了故障,因而就终止该连接。
    4、时间等待计时器
    时间等待计时器是在连接终止期间使用的。当TCP关闭一个连接时,它并不认为这个连接马上就真正地关闭了。在时间等待期间中,连接还处于一种中间过渡状态。这就可以使重复的FIN报文段(如果有的话)可以到达目的站因而可将其丢弃。这个计时器的值通常设置为一个报文段的寿命期待值的两倍

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